一种96孔微孔板阅读仪

1.本发明属于医学检验或化学分析领域，涉及微孔板阅读器，尤其是一种96孔微孔板阅读仪。


背景技术：

2.随着elisa测定技术等生化分析技术的发展，分析技术呈现出高通量、高灵敏度、小剂量消耗和多重标记等特点和趋势，因此以微孔板已成为高通量生化分析领域的标准器件，以酶标仪为代表的检测设备也成为了生化分析的基础仪器。而生化分析技术的进一步拓展和多样化，也对相应的检测仪器提出了更为复杂的要求，传统的酶标仪在众多场景下的应用已经受到了限制。近年来，为了满足高通量生物分析技术不断发展的需求，出现了多功能微孔板检测仪。在牺牲部分性能指标的前提下，这类检测仪以更高密度的微孔板为载体，使得单位面积可兼容更多的样品数目，在节省大量试剂消耗的同时，可以进行更为微量化地分析；增强了自动化分析处理的能力，可以实现集加样、检测、结果传递、数据处理直至微孔板洗涤为一体的全自动化过程；在原本单一功能的基础上，配合新的分析检测技术，可以同步实现多功能的集成检测。然而，现有的酶标仪和微孔板阅读仪的光源通常为钨灯，存在仪器整体体积、质量较大，携带不便，对使用环境要求较高，检测速度慢，价格昂贵，且维护成本较高、难度较大的不足，极大限制了elisa测定技术等检测手段在基层的应用场景。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种96孔微孔板阅读仪，解决的问题是：酶标仪和微孔板阅读仪不够便携的问题；酶标仪和微孔板阅读仪检测速度慢的问题；酶标仪和微孔板阅读仪结构复杂，制造和维护成本高的问题。
4.本发明的目的通过下述技术方案实现：一种96孔微孔板阅读仪，该阅读仪包括交互与中央处理模块、光源模块、控温系统、图像传输系统及图像采集系统，所述交互与中央处理模块通过导线同时与光源模块、控温系统和图像采集系统相连，所述光源模块的一面紧贴控温系统的光源散热器，另一面发出特定颜色的光，光线穿过放置在控温系统的微孔板保温架上的96孔微孔板后，被图像传输系统通过光纤聚集，最终被图像采集系统转换成图像信号传输给交互与中央处理模块。
5.进一步地，所述的光源模块按照微孔板96个孔的对应位置分布有96组发光源，每组发光源包含红、绿、蓝发光源各一个，光源模块的发光面顶部盖有匀光板。
6.进一步地，所述的控温系统包含导热液循环泵、光源散热器、第一导热液连接管、第二导热液连接管、微孔板保温架、加热线圈及温度传感器，所述导热液循环泵与光源散热器相连，所述光源散热器材质为铜、铝、银等导热性佳的金属，其内部有导热液流路，底面紧贴光源模块，所述第一导热液连接管与第二导热液连接管连接光源散热器与微孔板保温架形成导热液密闭回路，所述微孔板保温架材质为铜、铝、银等导热性佳的金属，内部有导热液流路且在对应96孔微孔板上各孔的位置留有通孔，所述加热线圈环绕紧贴微孔板保温架
中上部，所述温度传感器紧贴微孔板保温架表面。
7.进一步地，所述的图像传输系统包含聚光透镜、光纤固定座、光纤束及光纤集束器，所述聚光透镜安装在微孔板保温架96个通孔内与下方光纤束截面的距离为透镜的焦距，每个通孔底部分别安装有光纤固定座，所述光纤束由96根光纤组成，一端同轴连接光纤固定座，另一端在光纤集束器汇聚成一束。
8.进一步地，所述的图像采集系统包含滤光片选择器、滤光片、图像采集透镜及摄像头，所述滤光片选择器上同径均布安装有若干个滤光片，滤光片可调整到与图像传输系统中光线集束器同轴的位置，所述图像采集透镜和摄像头依次与光纤集束器同轴安装，光纤集束器上为滤光片再上方为摄像头，光纤集束器与摄像头的间距为图像采集透镜的焦距。
9.进一步地，所述的交互与中央处理模块带有一块触摸屏，可对光源模块的颜色、亮度、色温以及控温系统保持的温度进行调制，且能够对图像的rgb参数进行提取，并根据放置标准品的特定位置的参数值计算出标准曲线，再将其他位置的参数值代入标准曲线进行比较得到检测结果，并将图像检测结果呈现给用户或共享给其他智能终端。
10.本发明的原理：elisa测定技术等部分生化分析技术是通过对微孔板中反应底物的吸光度进行定量分析来获得检测结果的。而吸光度在图像技术中可通过图像的颜色深浅程度来反映，并可通过背景光颜色、色温等参数的调制以及滤光片的使用来提高图像对吸光度反映的准确性和灵敏度。本发明的原理是当elisa等生化检测步骤完成后，装有反应底物的微孔板放置于微孔板阅读仪的对应位置，光源按照调制的参数发出的光透射过反应底物被透镜汇聚后投射到光纤截面上。光纤可以无损改变光纤光路，并通过光纤的集束缩小成像面积。最终摄像头获取到光纤集束后的图像，并根据图像中相应位置的颜色状况来分析对应反应底物中特定物质的浓度等信息。
11.本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
12.(1)本发明较酶标仪有更高的灵敏度，更短的分析时间，并通过相应的软件具有更为直观和灵活的显示方式，实现诊断报告的实时出具、长期存储和通过网络分享。
13.(2)本发明体积小、重量轻，便携性较好，操作简单，更好地满足了poct的需求，能够更灵活地适应各种环境，可以实现现场和床边检测，更适合于基层医疗单位和家庭用检测使用来应对突发性公共卫生事件。
14.(3)本发明结构简单、功耗较低，提高了仪器的稳定性和可靠性，同时也降低了仪器的购置和维护成本。
15.(4)本发明应用场景较广，可用于elisa、分光光度法等多种检测手段和项目。
附图说明
16.图1为本发明的结构示意图，其中：1
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交互与中央处理模块、2
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摄像头、3
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图像采集透镜、4
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滤光片、5
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滤光片选择器、6
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光纤集束器、7
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光纤束、8
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光纤固定座、9
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温度传感器、10
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加热线圈、11
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微孔板保温架、12
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聚光透镜、13
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试剂盒、14
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第一导热液连接管、15
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第二导热液连接管、16
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光源模块、17
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光源散热器、18
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导热液循环泵；
17.图2为本发明光源模块的结构示意图，其中：19
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匀光板、20
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红色发光源、21
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绿色发光源、22
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蓝色发光源。
具体实施方式
18.以下结合附图对本发明的实施例做进一步详述；本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。
19.实施例1
20.如图1和图2所示，本发明提供了一种96孔微孔板阅读仪，包括交互与中央处理模块、光源模块、控温系统、图像传输系统及图像采集系统，交互与中央处理模块1带有一块大触摸屏，通过导线与光源模块16、控温系统的温度传感器9和加热线圈10以及图像采集系统的摄像头2相连，可获取温度传感器9的反馈结果并调制光源模块16和加热线圈10的参数，同时能够处理或与其他智能终端共享采集到的图像结果；光源模块16按照微孔板96个孔的对应位置分布有96组发光源，每组发光源包含红色发光源20、绿色发光源21、蓝色发光源22各一个，发光面顶部盖有匀光板，一面可按照交互与中央处理模块设定的参数发出特定颜色的光线，另一面紧贴控温系统的光源散热器17散发工作产生的热量维持稳定的工作状态；控温系统包含导热液循环泵18、光源散热器17、第一导热液连接管14、第二导热液连接管15、微孔板保温架11、加热线圈10及温度传感器9，导热液循环泵18与光源散热器17相连驱动导热液在光源散热器17内部流路、第一导热液连接管14、微孔板保温架11内部流路以及第二导热液连接管15形成的密闭回路内循环将光源模块16产生的热量传递给微孔板保温架11用于微孔板13的保温，微孔板保温架11上放置微孔板13可为其维持恒温环境并各孔的对应位置留有通孔，加热线圈10环绕紧贴微孔板保温架11中上部用于预热和温度不足时的快速升温，温度传感器9紧贴微孔板保温架11表面用于反馈当前维持的温度；图像传输系统包含聚光透镜12、光纤固定座8、光纤束7及光纤集束器6，光源模块16发出的光线穿过放置在微孔板保温架11上的微孔板13后，被微孔板保温架11的96个通孔内的聚光透镜12聚焦到微孔板保温架11底部安装的光纤固定座8上的96根光纤组成的光纤束7，并由光纤束7调整光路在光纤集束器6处汇聚；图像采集系统包含滤光片选择器5、滤光片4、图像采集透镜3及摄像头2，光纤7在光纤集束器6汇聚形成的图像经滤光片选择器4上选定的滤光片4，由图像采集透镜3调整成像范围，最终被摄像头2捕获并转换成图像信号传输给交互与中央处理模块1。
21.实施例2
22.基于图1所示的96孔微孔板阅读仪检测尿液中的肌酐，步骤如下：
23.(1)96孔微孔板阅读仪设定控温系统的温度为37℃，选择滤光片为510nm，光源模块设置为绿光，开启预热，完成背景光校准。
24.(2)微孔板选取9个孔分别配置体积为150μl，浓度为0μm、2.5μm、5μm、10μm、12.5μm、20μm、25μm、50μm和100μm的肌酐溶液。
25.(3)将50μl待测尿液样品稀释200倍后取150μl置于微孔板第10孔。
26.(4)在上述各孔中先后加入50μl 25mm苦味酸溶液以及50μl 0.75m氢氧化钠溶液。
27.(5)微孔板放置于阅读仪内使混合溶液在37℃环境下反应10分钟。
28.(6)使用阅读仪记录此时的图像，通过各孔图像分析得到各孔数据，利用前九孔数据生成标准曲线并代入第10孔数据，最终得到尿液中的肌酐浓度。
29.本发明简化了检测的操作流程，提高了仪器使用的便利性；同时提高了检测的速度，并可实时同步观察微孔板各孔的状态；还能够存储大量的检验数据，并对这些数据进行
回顾分析或分享给其他智能终端。
30.上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。